三聚氯氰废水的特点、危害及治理方法概述

三聚氯氰废水的特点、危害及治理方法概述

1、三聚氯氰废水的特点及危害

氰尿氯生产产生的废水具有高有机物、高氨、高盐、高氰化物的特点，另外由于生产过程中易发生歧化、氧化反应，生成氨甲酸（氨水）和甲酸钠，导致废水水质变化较大，增加了废水资源化处理的技术难度。氰尿氯生产产生的废水若不经有效处理直接排入自然水体，将会恶化水体水质，严重危害受纳水体的生态系统，造成大量水生生物死亡，严重威胁人类健康和渔业发展。

氰尿氯废水的危害主要有以下几点：

（l）氨氮消耗水中溶解氧；

（2）无机氮化合物、氰化物、余氯等对人体和生物具有毒性，有些化合物甚至可能转化为致癌、致突变、致畸物质，对人体构成潜在威胁；

（3）可能加速水体的富营养化进程。

2. 治理方式概述

2.1高盐废水处理技术

高盐废水是指含有机物和总溶解固体按质量计至少为3.5%的废水。高盐废水的来源很多，如海水、地下水、天然盐湖或盐水储水池流出的卤水等。许多工业生产活动中也会产生高盐废水，如造纸、石油和天然气生产、采矿和矿物加工、腌制工艺、肉类加工、海产品加工、制药、化学品等。高盐废水处理技术起源于海水淡化技术。随着各国对环境的重视，高盐废水处理已从原来单一的海水淡化逐渐发展到各种工业废水处理的应用。目前，常见的含盐废水处理技术有多效蒸发技术、膜技术、物化处理技术和生物处理技术等。详情请参考更多相关技术文献。

（l）多效蒸发技术

多效蒸发技术是指将几台蒸发器串联起来进行蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，从而提高热能的利用率，多用于海水淡化。其具体过程为：加热蒸汽通入第一效，加热其中的料液，使料液在低于蒸汽的温度下产生几乎相等的蒸发量。产生的蒸汽通入第二效作为加热蒸汽，使第二效料液在低于第一效的温度下蒸发。此过程重复进行直至最后一效，从而大大减少蒸汽的使用量。各效的二次蒸汽温度始终低于其加热蒸汽，因此多效蒸发中各效的操作压力和沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低。第一效的冷凝水返回热源，其它效的冷凝水收集后作为淡化水输出。 一份蒸汽输入即可蒸发多倍的水，同时料液从第一效浓缩至最后一效，在最后一效达到过饱和并结晶出来，实现料液的固液分离。在工业含盐废水处理过程中，工业含盐废水进入多效浓缩结晶装置，经过5-8效蒸发冷凝浓缩结晶过程，分离为脱盐水(脱盐水中可能含有微量低沸点有机物)和浓缩结晶浆料废液；无机盐和部分有机物经结晶分离后作为无机盐废渣焚烧；无法结晶的有机物浓缩废液经转鼓蒸发器处理后形成固体废渣焚烧；脱盐水可返回生产系统替代软化水利用。

（2）膜处理技术

膜处理技术主要指反渗透（RO）和电渗析（ED）。反渗透是利用反渗透膜实现高盐废水的脱盐净化。它的原理是利用足够的压力，使溶液中的溶剂（通常是水）沿与渗透方向相反的方向通过反渗透膜（一种半透膜）分离出来。利用大于渗透压的反渗透方法，可以对溶液进行分离、净化和浓缩。反渗透系统的除盐率一般可达98%以上。反渗透是最先进、节能、环保的海水淡化方法，也已成为主流的预淡化工艺。目前，全球80%的海水淡化装置均采用反渗透膜技术。 随着国内经济的快速发展，沿海经济发达地区对淡水的需求量日益增大，反渗透海水淡化技术即将得到应用。电渗析是利用半透膜的选择透过性来分离不同溶质颗粒（如离子）的一种方法。在电场作用下进行透析时，溶液中带电的溶质颗粒（如离子）通过膜迁移，从而分离和纯化物质[114]。电渗析可用于海水淡化。各类水（天然水、工业废水、自来水）中都含有一定量的盐，组成这些盐的阴离子和阳离子在直流电场的作用下会向相反方向移动至电极，从而将电极间的水脱盐。

（3）化学处理技术

物化预处理技术是指利用强氧化剂在一定条件下使水中的有机污染物矿化分解，从而达到消除污染的目的。常见的强氧化剂有氯、二氧化氯、臭氧、过氧化氢、高氯酸和次氯酸盐等。

（4）生物处理技术

生物处理是废水处理最常用的方法之一，具有适用范围广、适应性强、处理效果好等优点。但由于盐度对一般微生物有抑制作用，高盐废水不宜用常规的微生物处理。其主要原因有：①盐浓度过高时，渗透压高，使微生物细胞脱水，引起细胞原生质分离；②在高盐浓度下，盐析会使脱氢酶活性降低；③氯离子浓度高对细菌有毒性；④由于水的密度增大，活性污泥易上浮流失。在高盐环境中，通常存在高密度的微生物。微生物可以在不同的盐度环境中生存，在不同的盐度下，即使是同一属的微生物也会表现出不同的特性。因此，在高盐废水的生物处理中，耐盐微生物和嗜盐微生物起着关键作用。 目前，高盐废水生化处理研究主要通过活性污泥驯化和嗜盐菌接种两种方法进行。

2.2含氰废水处理技术

含氰废水是指含有CN基团的工业废水，主要来源于以下几个方面：金矿开采、含氰电镀、冶金、石油化工、有机合成等。氰化物是剧毒物质，能抑制细胞呼吸，使组织呼吸障碍，引起呼吸中枢和血管中枢缺氧、损伤，极微量的氰化物就会引起人畜中毒死亡。含氰废水若处理不当，会造成巨大的环境污染。国家《污水综合排放标准》一级排放标准要求出水中CN的最大浓度为0.5mL。不同行业的含氰废水成分、性质也不同，因此处理方法也不同。一般来说，对高氰废水采用回收氰化物的方法，对低氰废水采用破坏氰化物的方法。

（1）酸化回收法

在酸性条件下，CN'以HCN形式存在，易从液相中逸出，可通过加热、汽提、碱溶液吸收等工艺分离回收HCN，达到循环利用的目的。酸回收法具有试剂来源广泛、处理成本低、易于实现自动化的特点。但处理后的废水中CN浓度大于0.5mg，需进一步处理。

（2）离子交换法

离子交换法是利用阴离子交换树脂将废水中的各种氰化物以阴离子的形式吸附起来，此法处理效果好，适用于各种成分的含氰废水，但由于阴离子交换树脂成本较高，在工业上尚未得到广泛应用。

（3）液膜萃取

液膜萃取是在酸性条件下，HCN透过液膜进入含有NaOH溶液的内相中，与NaOH溶液反应生成不能向后迁移的NaCN，再经高压静电破乳得到NaCN溶液和乳化液，然后返回再利用。此法高效、快速，但能耗大，运行成本高。

（4）生物法

一些微生物如真菌、细菌等可以降解含氰废水，在微生物体内多种酶的作用下，通过水解、氧化、还原、置换、转移等方式，可以有效地降解氰化物。国内外对微生物处理含氰废水的性能进行了大量的研究，证明筛选分离的假单胞菌、葡萄球菌、放射杆菌、荧光假单胞菌、木霉菌等对含氰废水的去除有比较理想的效果。

其他处理含氰废水的技术还有活性炭法、超滤-反渗透法、改进吸附法、纳米Ti光催化氧化法、高压脉冲放电处理技术、加压水解法等。

2.3高氨氮废水处理技术

高氨废水处理技术研究历史悠久，目前工程应用的高氨废水处理技术主要有物理吹脱法和硝化-反硝化生物脱氮法，其他高氨废水处理方法还有改性吸附法、电化学氧化法、厌氧氨化法、液膜萃取法、光催化氧化法、电渗析法、沉淀法等。

(l) 物理剥离

物理吹脱的机理是将废水调节至碱性，使水与空气作为不连续相接触，利用水中各组分的实际浓度与平衡浓度的差异，通过气液接触将氨氮转移到气相中去除。物理吹脱通常作为预处理工艺与厌氧工艺、生物接触氧化工艺、生物活性炭工艺联合使用，处理高氨有机废水。

（2）硝化-反硝化生物脱氮

硝化-反硝化生物脱氮的基本原理是先通过硝化反应将废水中的氨氮氧化为硝酸氮，再通过反硝化反应将硝酸氮还原为气态氮并从水中逸出。硝化反应是由自养好氧微生物完成的，包括两个步骤，先由亚硝酸盐细菌将氨氮转化为亚硝酸盐，再由硝酸盐细菌进一步将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。反硝化反应是由异养微生物完成的，其主要作用是在分子氧的条件下将硝酸盐或亚硝酸盐还原为N20或气态氨。 目前，在活性污泥法、生物膜法处理工艺中已设计出多种处理工艺来处理高氨氮废水，如三级活性污泥生物反硝化、两级活性污泥生物反硝化、缺氧-好氧活性污泥生物反硝化、氧化沟硝化反硝化、生物转盘硝化反硝化等。

（3）同步硝化反硝化

生物脱氮过程中通常发生三种不同的生物反应，即有机物的好氧氧化、硝化和反硝化。按照传统的反硝化理论，硝化和反硝化不能同时发生，硝化是在好氧条件下发生的，而反硝化是在缺氧条件下完成的，因此传统的生物脱氮工艺将缺氧区和好氧区分开，即形成前反硝化或后反硝化过程。但近年来国内外许多实验研究证明生物处理系统中存在着同时硝化和反硝化的现象，特别是好氧条件下的反硝化现象在各种生物处理系统中都存在，如生物转盘、SBR、氧化沟等。而SND工艺有着独特的优势，SND工艺可以有效保持反应器内pH值的稳定性；减少达到完全硝化和反硝化所需的时间； 减少氧气的供应，从而节省生物脱氮系统的能耗；并为今后减少生物脱氮系统的投资、简化生物脱氮技术提供了可能。